硅碳棒電爐渣線磚侵蝕機理
2023-04-02 18:09:20 點擊：
硅碳棒化學磨損、熱磨損和機械磨損三者共同作用導致渣線磚受損。高溫條件下鎂碳耐火材料組分和爐渣之間的化學電位差是化學磨損機制背后的驅(qū)動力。通常，化學磨損是“基礎(chǔ)作”，熱磨損和機械磨損完成工作。化學磨損主要歸因于高溫輻射、爐渣侵蝕和碳的氧化，物理磨損主要歸因于爐渣和鋼水的沖刷。
電極將大電流送人爐內(nèi)，并在電極末端產(chǎn)生電弧，將電能轉(zhuǎn)換為熱能。電弧溫度一般高于2 000℃，爐渣受電弧的直接作用處于高溫區(qū)，與爐渣接觸的渣線部位爐襯最容易受到侵蝕。高溫使硅碳棒中的碳氧化，氧化產(chǎn)物CO從磚中逸出，硅碳棒結(jié)構(gòu)遭到破壞，其高溫強度也隨之降低。再加之鋼液的浸泡和爐渣的沖刷，磚的表面逐漸變得柔軟，層層剝落。爐渣成分的還原和碳的氧化硅碳棒的抗渣侵蝕能力主要來源于磚中的碳成分，通常渣線用硅碳棒的碳含量在10%到20%之間，碳含量過低抗渣侵蝕能力弱，但碳含量過多又會伴硅碳棒的抗氧化性能減弱。高溫狀態(tài)下爐渣中的Fe0 , Si02等熱力學不穩(wěn)定的氧化物很容易被硅碳棒中的碳還原，降低磚的碳含量，反應式如(1)和(2)所示。另外，磚中的C和Mg0在高溫下也很容易發(fā)生氧化還原反應，反應式如(3)和(4)所示。前人研究表明，F(xiàn)e0對硅碳棒的影響最為明顯，F(xiàn)e0濃度的升高會加速C的氧化。氧化生成的CO從磚中逸出導致碳損失，這為爐渣滲人磚中創(chuàng)造了通道。
Fe0(s)+C(s)=Fe(s)+CO(g)(1)
Si02(s)+ C(s)=Si0(s)+CO(g)(2)
OZ(g)+2C(s)=2C0(g)(3)
Mg0(s)+C(s)=Mg(s)+CO(g)(4)
除此之外，Mg0顆粒也會與爐渣中的氧化物發(fā)生反應，生成低熔點化合物，反應式如(5)、(6)和(7)所示。
Fe0+Mg0=Fe0}Mg0(5)
Si02+2Mg0=2Mg0Si02(6)
Ca0+Si02+Mg0=Ca0·Mg0Si02(7)
碳氧化和爐渣侵蝕，一方面破壞了磚的組織結(jié)構(gòu)，降低了磚的高溫強度;另一方面，某些反應產(chǎn)物是低熔點化合物，在爐渣和鋼液的攪拌及沖刷作用下，很容易剝落。www.yagpc.com
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